CAN总线在平板车多轮转向控制系统中的应用.pdf

惠纪庄，纪真，邹亚科 (长安大学工程机械学院) 摘要：阐述多轮独立转向技术对提高平板车转向性能的重要意义。针对全液压平板车多 轮独立转向这样一个复杂的控制对象，论述多轮独立转向系统的概况、转向理论、转向系统的难 题及解决思路，最终提出了采用基于CAN总线的控制系统解决方案。由于CAN总线具有组网 自由、扩展性强和实时性好等特点，因此可以在大型平板车上普及，以使不同的电控单元之间进 行信息共享，实施整体控制。CAN总线技术能够解决其液压转向系统协同工作的控制问题，实现 平板车行车的智能控制。在长安大学汽车试验场进行了转向样车道路试验并得到相应数据，经 计算证明了CAN总线技术能够有效地提高平板车转向系统的转向性能。 关键词：CAN总线：平板车；多轮转向 近年来我国公路建设事业飞速发展，汽车运输 器来完成，系统的液压回路、机构参数以及控制算 成为工农业运输的主要力量。其中大型平板车由于 法等对系统的工作性能起决定性作用。转向轮组液 采用zlNl-J的运输方式，大大减少了货物的周转时压系统作为平板车的重要组成部分，对整车运行起 间，提高了工作效率，因而将成为未来公路运输的中 到至关重要的作用。图1为单个转向轮组简图。当 流砥柱。 系统发出转向指令后，悬挂液压缸4通过伸缩，推 但是由于平板车自身结构的限制，加上工况的 动轴承转盘l旋转，实现转向。液压悬挂系统采用 复杂，平板车还没有得到更广泛应用，其中转向系统 开环控制，通过控制进入悬挂液压缸的油液流量来 是其发展的最大障碍。转向系统的性能直接影响整 控制整车悬挂的速度与位置，保证车辆水平悬挂。 车的机动性、灵活性、操纵稳定性和使用经济性，因 此对平板车的转向系统提出了更高的要求。多轴转 向汽车转向系统的设计需要整体系统控制来实现最 佳的转向过程(转向时所有的转向轮都处于纯滚动 状态或者只有极小的滑移)，达到减小转弯半径和转 向阻力矩的目的。对每个车轮分别独立转向控制已 在国外的平板车上得到实际应用，而目前国内对这 一技术的研究还处于起步阶段。为了满足对平板车 机械转向系统的基本要求，同时兼顾经济性与实用 性的要求，研究并设计平板车多轮转向控制系统有 着重要的意义。 1平板车多轮转向的概述 平板车是典型的“机一电一液”一体化产品。全 1．轴承转盘2．悬挂架3．悬挂支架4．悬挂液压缸5．车轮 车采用液压驱动、液压悬挂、全轮独立转向和车架 6．悬挂轴7．制动器缸 液压调平等技术。该车转向液压系统的控制由控制 图I转向轮组简图 作者简介：惠纪庄(1963一)，男，陕西富平人，副教授，博士研究生，研究方向为机械CAD／CAE技术。 一1一 悬挂液压缸一般不与转向液压缸同时动作，当平板 液压转向系统采用闭环控制，以保证每一轮组 车驶进货架后，整车处于静止状态，开启悬挂泵系 能够回转到位，置于回转机构的角位移传感器作为 统，整个平板车车架被提升，托起货物，锁定悬挂液 反馈元件，与控制信号共同作用于控制器，以此提供 压缸，平板车驶出货架后，停住车辆，使悬挂液压缸 比例阀的驱动电流，控制框图如图3所示。 回归原位，完成货物提取。 2多轮转向的转向理论 平板车在运输货物过程中可能需要诸如直行、 斜行、横向蟹行和圆行等转向，主要通过操纵室中的 常用汽车都是通过在水平面内偏转车轮实现行 方向盘和控制面板发出指令信号来控制转向系统完 驶转向的，